高二物理競賽課件結型場效應管（JFET）

結型場效應管（JFET）

結型場效應管（JFET）結構與符號N區(qū)作為N型導電溝道，引出s極和d極。在N區(qū)兩側(cè)擴散兩個P＋區(qū)，形成兩個PN結。兩個P＋區(qū)相連，引出g極。N溝道P溝道

耗盡型MOS管制造過程中人為地在柵極下方的SiO2絕緣層中摻入了大量的K+(鉀)或Na+(鈉)正離子。vGS=0，靠正離子作用，使P型襯底表面感應出N型反型層，將兩個N+區(qū)連通，形成原始的N型導電溝道。vDS一定，外加正柵壓(vGS＞0)，導電溝道變厚，溝道等效電阻下降，漏極電流iD增大；外加負柵壓(vGS＜0)時，溝道變薄，溝道電阻增大，iD減小。vGS負到某一定值VGS(off)(常以VP表示，稱為夾斷電壓)，導電溝道消失，整個溝道被夾斷，iD≈0，管子截止。+++++放大區(qū)的電流方程：耗盡型NMOS的伏安特性

IDSS為飽和漏極電流，是vGS=0時耗盡型MOS管的漏極電流。NMOSPMOSJFET通過vGS改變半導體內(nèi)耗盡層厚度（溝道的截面積）控制iD，稱為體內(nèi)場效應器件；MOSFET主要通過改變襯底表層溝道的厚度來控制iD，稱為表面場效應器件。vGS＝0時，d和s間存在N型導電溝道（N型區(qū)）。vGS＜0時，耗盡層增厚，導電溝道變薄。所以屬于耗盡型FET，原理和特性與耗盡型MOSFET相似。所不同的是JFET正常工作時，兩個PN結必須反偏，如對N溝道JFET，要求vGS≤0。工作原理vGS＜0vGS＝0JFET的伏安特性

（以N溝道JFET為例）伏安特性曲線和電流方程與耗盡型MOSFET相似。但要求VGS不能正偏。

不同F(xiàn)ET類型對偏置電壓的要求PMOS三、場效應管的主要參數(shù)

直流參數(shù)[開啟電壓VT]

增強型管的參數(shù)。[夾斷電壓VP]

耗盡型管的參數(shù)。[輸入電阻RGS(DC)]

因iG=0，所以輸入電阻很大。JFET大于107Ω，MOS管大于109Ω。[飽和漏極電流IDSS]

指耗盡型管在vGS=0時的漏極電流。

交流參數(shù)[低頻跨導(互導)gm][交流輸出電阻rds]跨導gm反映了柵壓對漏極電流的控制能力，且與工作點有關，是轉(zhuǎn)移特性曲線的斜率。gm的單位是mS。rds反映了漏-源電壓變化量對漏極電流變化量的影響，在恒流區(qū)內(nèi)，是輸出特性曲線的切線斜率的倒數(shù)。其值一般為幾kΩ至幾十kΩ。

極限參數(shù)

[最大漏-源電壓

V(BR)DS]

漏極附近發(fā)生雪崩擊穿時的vDS。

[最大柵-源電壓

V(BR)GS]

柵極與源極間PN結的反向擊穿電壓

。

[最大耗散功率PDM]

同三極管的PCM相似。受管子的最高工作溫度及散熱條件決定。當超過PDM時，管子可能燒壞?！纠?/p>

有兩種場效應管，其漏極特性曲線如圖（a）、（b）所示。判斷它們的類型，并從圖中讀取VT

或VP

，IDSS

或IDO

的數(shù)值。（a）為負值，為P溝道管；既可為正又可為負，為耗盡型MOS管；所以該FET應是耗盡型PMOS管。由圖可直接讀出Vp=3V，IDSS=2mA。解：（a）（b）（b）為負值，為P溝道管；為負，為增強型MOS管；所以該FET應是增強型PMOS管。由圖可直接讀出VT